[发明专利]一种低比放氦-3气体净化装置和净化方法

权利要求书

1.一种低比放氦-3气体净化装置，其特征在于：包括钯合金螺旋管(1)、气体储存罐(2)、循环泵(3)和真空泵(4)，所述钯合金螺旋管(1)、所述气体储存罐(2)和所述循环泵(3)通过密封管道串联成闭合回路，所述闭合回路上连接气体标准罐(6)；所述钯合金螺旋管(1)上设置有电炉(7)；所述真空泵(4)通过密封管道分别与所述闭合回路和所述钯合金螺旋管(1)连接，所述真空泵(4)与所述闭合回路和所述钯合金螺旋管(1)之间的密封管道上分别设置有第一阀门(8)和第二阀门(9)；所述钯合金螺旋管(1)两端的密封管道上分别设置有第三阀门(10)和第四阀门(11)，所述循环泵(3)两端的密封管道上分别设置有第五阀门(12)和第六阀门(13)，所述密封管道与所述气体标准罐(6)之间的密封管道上设置有第七阀门(14)，所述气体储存罐(2)两端的密封管道上分别设置有第八阀门(15)和第九阀门(16)；还包括一气体储存罐支路(5)，所述气体储存罐支路(5)一端与所述第八阀门(15)和第三阀门(10)之间的密封管道连接，另一端与所述第九阀门(16)和第五阀门(12)之间的密封管道连接，所述气体储存罐支路(5)上设置有第十阀门(17)。

2.一种低比放氦-3气体净化方法，其特征在于包括如下步骤：

a、净化工艺系统的预处理：对整个净化装置的管道及阀门连接处检漏处理；

b、钯合金螺旋管渗透净化：将氦-3原料气体引入净化装置，并关闭第一阀门(8)、第七阀门(14)和第十阀门(17)，打开其余所有阀门，通过真空泵(4)对钯合金螺旋管(1)外侧氢同位素气体渗出端进行抽空处理；

c、氢同位素循环稀释：估算氦-3原料气中的氚含量，确定净化所需的氕气体积，打开第七阀门(14)，将过量氕气引入净化装置，对氦-3原料气进行同位素稀释；通过气体循环泵(3)对净化装置中氦-3原料气进行循环净化；

d、分析结果：一段时间后取样分析装置内氚含量；若未达到要求，则重复步骤c，若达到要求，则关闭第一阀门(8)、第五阀门(12)、第七阀门(14)、第九阀门(16)和第十阀门(17)，将成品氦-3气体引入所述气体储存罐(2)中。

3.根据权利要求2所述的低比放氦-3气体净化方法，其特征在于：所述步骤a中的净化工艺系统预处理过程为，关闭第一阀门(8)、第二阀门(9)、第八阀门(15)、第九阀门(16)和第十阀门(17)，打开其余所有阀门，向净化装置内充He至0.1MPa后保压60min，漏率小于1.0×10-9Pa·m3·s-1，视为检漏合格，打开第一阀门(8)对净化装置抽真空。

4.根据权利要求2所述的低比放氦-3气体净化方法，其特征在于：还包括后处理步骤，所述后处理步骤为：

(1)关闭第二阀门(9)、第八阀门(15)和第九阀门(16)，打开其余所有阀门，在500℃的恒温条件下，利用真空泵(4)对钯合金螺旋管(1)进行抽空处理，抽空至低于5Pa并维持60min；

(2)停止加热，钯合金螺旋管(1)自然冷却至室温，并关闭所有阀门。